2D Materialen: theoretische studie van magnetische en contacteigenscappen

Het kleiner maken van geïntegreerde schakelingen is een steeds uitdagendere taak. Om de technologische vooruitgang ook in de toekomst voor te kunnen zetten, kijken vele onderzoekers naar zogenaamde tweedimensionale (2D) materialen. Deze materialen zijn niet alleen uitzonderlijk dun, nl. slechts één of enkele atoomlagen dik, maar ze zijn ook een zeer gevarieerd klasse van materialen met heel wat mogelijke toepassingen in toekomstige geïntegreerde schakelingen. Dit project bestudeert de magnetische en elektronische eigenschappen van 2D-materialen gebruik makend van theoretische modellen en simulaties.

In het eerste deel van dit project, onderzoeken ze de magnetische eigenschappen van gelaagd WSe2 en PtSe2, gedopeerd met magnetische atomen tussen de verschillende lagen. Alhoewel WSe2 en PtSe2 zelf niet intrinsiek magnetisch zijn, zorgen de magnetische dopanten ervoor dat nieuwe, magnetische lagetemperatuurstoestanden gevormd worden. We maken gebruik van een combinatie van dichtheidsfunctionaaltheorie (DFT) en een magnetische Monte Carlo-toepassing om de aard en stabiliteit van de magnetische toestanden te onderzoeken. Daarnaast onderzoeken we ook de thermodynamische stabiliteit van onze materialen alsook de impact van W- of Pt-leegtes op de stabiliteit en magnetische toestanden.

Het tweede deel van dit project handelt over het contact tussen een metaal en 2D-halfgeleiders. Zulke contacten zijn bijzonder belangrijk voor het ontwerpen van efficiënte transistoren gebaseerd op 2D-halfgeleiders en moeten dus goed onderzocht worden. We bouwen een flexibel simulatiepakket dat het elektronisch transport door een metaal-2D halfgeleidercontact simuleert in een kwantummechanische benadering. Dit model wordt dan gebruikt om belangrijke parameters, zoals de contactweerstand, te berekenen.